1. Producció i qualitat dels
biocombustibles llenyosos
Isart Gaspà
Setembre de 2012
Projecte BTCII
http://www.biomasstradecentre2.eu
El contingut d’aquesta presentació només compromet al seu autor i no reflecteix necessàriament
l’opinió de la Unió Europea. Ni la EACI ni la Comissió Europea són responsables de la utilització que
es podrà fer de la informació que hi figura
2. Índex
• Origen i Font de la Biomassa
• Comercialització de la Biomassa llenyosa
• Procés de producció de la Biomassa Forestal
Primària (BFP)
• Traçabilitat del biocombustible
• Qualitat del biocombustible
3. Origen de la biomassa
UNE-EN 14961-1
1.Biomassa llenyosa: arbres, matolls i arbustos
2.Biomassa herbàcia: plantes amb tija no llenyosa
i que es marceixen al final de l’estació de
creixement
3.Biomassa de fruits: parts de la planta que
contenen les llavors
4.Conjunts i mescles: material d’origen variat; la
barreja pot ser intencionada (conjunt) o no
intencionada (mescla)
4. Font de la biomassa llenyosa
UNE-EN 14961-1
• 1.1.Procedent del bosc: fusta de bosc, parcs i plantacions
i boscos de creixement ràpid
• 1.2.Subproductes i residus d’indústries de fusta:
– residus de fusta no tractats químicament residus de
l’escorçat, serrat o reducció de mida, moldejat, premsat...
– residus de fusta tractats químicament, sempre que no
continguin metalls pesats o compostos orgànics halogenats
com a resultat del tractament amb conservants de fusta o
tractament de recobriment
• 1.3.Fusta usada: restes de fusta post-consum
• 1.4.Conjunts i mescles: de les categories anteriors
5. Comercialització de la Biomassa llenyosa
Llenya
Forma cilíndrica o cònica, molt heterogènia
Estella
Fusta en brut que s’ha reduït
deliberadament en trossos i partícules, de
certa mida, per a fins energètics. Formes
De – a + irregulars.
manufacturació Briquetes
Serradures comprimides a altes
temperatures, de forma cilíndrica (5-13 cm
diàmetre i 5-30 cm longitud)
Pèl·lets
Es consideren com un combustible derivat
de l’aglomeració de material llenyós com
resultat d’una aplicació combinada de calor
i alta pressió en una màquina d’extrusió.
Forma cilíndrica (8 – 12 mm)
6. Qualitat d’un biocombustible
Conjunt de propietats clau que indiquen l’aptitud d’un
combustible per a un ús específic.
Es a dir: acord entre subministrador i el client
Com s’hi arriba?
Adequant la producció la qualitat que volem aconseguir
7. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Tallada de l’arbre
Desembosc
(arbre sencer o esbrancat)
Transport de l’arbre
(sencer o esbrancat)
Estellat a pista
o carregador
Emmagatzematge
de l’arbre
Transport de l’estella Estellat a pati
Emmagatzematge
de l’estella
Subministrament
8. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Tallada de l’arbre
•Despuntar Serra mecànica
•Desbrancar
•Trossejar
Processadora
9. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Desembosc
(a peu de pista o carregador)
Impropis!
10. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Estelladora
De disc De tambor D’espiral
Estellat
A peu de pista A carregador o pati A planta
11. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Estellat
A peu de pista
Estelladora petita o mitjana, mòbil
Material sense trossejar.
Es necessita:
• Bona xarxa viària i amplitud de pistes per facilitar els moviments de la
maquinària
• Una acumulació important de material
• Maximitzar el volum dels camions
Punt clau: coordinació entre l’estelladora i el camió que realitza el transport de l’estella
12. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Estellat
A carregador o pati •Estelladora semi-fixe o mòbil de gran potència
•Permet l’entada de camions i/o tràilers
Punt clau: necessita espai
suficient per circulació de la
maquinària i s’ha de
minimitzar l’addició
d’impropis
A planta (previ transport de la fusta)
13. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Estellat
A planta
(previ transport de la fusta)
RESTES ARBRES I
DE SECCIONS ESTELLES FUSTA EN
TALLADA D’ARBRES ROLL
Estellat
• Molt similar a la gestió que es realitza a plantes de tauler aglomerat i de paper
• Pot incloure pre-trituració i els rendiments són molt elevats
• Permeten millor control sobre l’assecat de la fusta en roll, i estellar la fusta
quan aquesta assoleix la humitat adient
14. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Estellat en verd vs en sec
Material a Característiques
Característiques de les estelles
estellar de la producció
Fusta verda ‐ Facilitat d’estellat ‐ Pèrdua de matèria seca durant
(acabada de ‐ Lleu desgast de les ganivetes l’assecat/ emmagatzematge (10 – 12%
tallar) ‐ Estellat amb menys pols de matèria seca en mesos)
‐ Possible presència de fullam ‐ Desenvolupament de podridures que
poden irritar i crear al·lèrgies
‐ Taxa de partícules en suspensió que
s’incrementa notablement
‐ Adients per ser cremades després d’un
curt emmagatzematge
Fusta seca ‐ Més difícil d’estellar (fusta ‐ Poca o gens pèrdua de material,
(després de varis més dura) deguda a l’absència de podriments
mesos de ‐ Més desgast de les ganivetes ‐ Taxa de partícules en suspensió
tallada) ‐ Estellat amb més pols constant
‐ Menys quantitat de fullam ‐ Poden ser conservades més temps
sense degradació
15. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Emmagatzematge d’estella
Tipus
•Sota cobert
•Fora de cobert
- Amb protecció: materials tèxtils
- A l’aire lliure
16. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Magatzem a l’aire lliure
Avantatges Desavantatges
Poc cost d’emmagatzematge Sense terra preparat, augmenta el risc
d’incorporar pedres i sorra
Amb bones condicions, assecat molt efectiu Hi ha risc de rehidratació
Sota Tèxtil
Avantatges Desavantatges
Cost 4 €/m2 Operaris per a col·locació tèxtil
Flexibilitat: es pot reutilitzar 5 anys i canviar Utilització difícil amb neu i vent fort
de lloc o emmagatzemar
No poden haver plecs, passa aigua
Es trenca amb relativa facilitat
S’ha d’amortitzar en 5 anys
17. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Sota Cobert
Avantatges Desavantatges
Major capacitat per m2 (amb parets) Sistema més car (250 – 300 €/m2) segons
casos
Protecció efectiva davant l’aigua Assecat més llarg que a l’aire lliure
(rehidratació)
Segons construcció, es redueix l’aportació de
pedres i sorra
Amortització a llarg termini
18. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Garbellat de l’estella
Adequació de l’estella a una normativa o classe granulomètrica
•Eliminació d’elements sobre dimensionats
•Eliminació de fins
Garbellat pla Trommel Garbell d’estrelles
•Oscilador
•Vibrador
19. Procés d’obtenció de biomassa forestal primària (BFP)
Transport/subministrament
Contenidor
intercanviable
Per gravetat En alçada
Neumàtic
20. Traçabilitat del biocombustible
Objectiu: crear una cadena d’informació des de l’origen al consumidor
1. Descripció dels processos d’aprovisionament i els
processos de tractament o transformació
Mètode d’identificació lots
•Subministrador
•Nom del lot (codi)
•Procedència / Origen
Informació associada al BS •Quantitat d’entrega
•Certificació: PEFC/FSC
•Data
2. Mesures per donar confiança als clients que els
requisits de la traçabilitat es compleixen
21. Assegurament de la qualitat UNE-EN 15234-1
1. Especificacions del biocombustible.
2. Etapes del procés/subministrament (=traçabilitat).
3. Factors que influeixen en la qualitat.
4. Punts crítics de control.
5. Mesures per donar confiança als clients.
6. No conformes.
22. Especificació del Biocombustible
Classes d’estelles segons UNE-EN 14961-4
A1 i A2: Fustes verges i residus de fusta no tractats químicament.
A1: Baix contingut de cendres i nitrogen
A2: Més contingut de cendres i nitrogen i clor
B1: Inclou la classe A més materials de cultius energètics, fusta de
jardins, plantacions... I subproductes i residus industrials sense
tractar químicament.
B2: Inclou la classe B més els subproductes i residus industrials
tractats químicament. No els inclou si aquests contenen materials
pesats, o compostos orgànics halogenats
Caracterització de: Granulometria, Humitat, Cendres, Poder calorífic i
Densitat. Per la classe B: Nitrogen, Sofre, Clor, Arsènic, Cadmi, Crom…
23. Estàndards de qualitat de l’estella
Classes Granulomètriques
UNE-EN 14961-4 : Especificacions i classes dels biocombustibles. Estella per a ús no industrial
Dimensions EN 14691- 4
Classe P Mínim 75 w-% en la w-% de la fracció Fracció grossa (w-%), longitud màxima de partícules (mm),
fracció principal, mma de fins (<3,15 mm) secció transversal màxima (cm²)
P16A 3,15 ≤ P ≤ 16 mm ≤ 12% ≤3% >16 mm i tots <31,5 mm. La secció transversal de
partícules sobredimensionades < 1 cm²
P16B 3,15 ≤ P ≤ 16 mm ≤ 12% ≤3% >45 mm i tots <120 mm. La secció transversal de
partícules sobredimensionades < 1 cm²
P31,5 8 ≤ P ≤ 31,5 mm ≤ 8% ≤6% >45 mm i tots <120 mm. La secció transversal de
partícules sobredimensionades < 2 cm²
P45 8 ≤ P ≤ 45 mm ≤ 8% ≤6% >63 mm i màxim 3,5%> 100mm. La secció transversal
de partícules sobredimensionades < 5 cm²
Norma Önorm M 7133: Mida de l’estella (Norma Austríaca)
Rangs permesos de granulometria (Tamisat) Valors extrems permesos
Classe màx. 20% 60-100% màx. 20% màx. 4% Secció màxima Longitud
g30 >16 mm 16-2,8mm 2,8-1 mm <1 mm 3 cm2 8,5 cm
g50 >31,5 mm 31,5-5,6 mm 5,6-1 mm <1 mm 5 cm2 12 cm
g100 > 63 mm 63-11,2 mm 11,2-1 mm <1 mm 10 cm2 25 cm
24. Estàndards de qualitat dels Biocombustibles
UNE-EN 14961 : Especificacions i classes dels biocombustibles
Classes d’Humitat
Mètode de l’estufa (Norma)
Classe (w-%) segons EN 14774-
1 i EN 14474-2
M10 ≤ 10% A1
M15 ≤ 15% A1
M20 ≤ 20% A1
M25 ≤ 25% A1
M30 ≤ 30% A2
M35 ≤ 35% A2
M40 ≤ 40%
Humímetres (Necessitat de cal·libració)
M45 ≤ 45%
M50 ≤ 50%
M55 ≤ 55%
M55+ > 55% (s’indica el valor
màxim)
25. Estàndards de qualitat dels Biocombustibles
UNE-EN 14961 : Especificacions i classes dels biocombustibles
Poder Calorífic Inferior (PCI): quantitat de calor alliberada per
la combustió d’1 kg de combustible amb una pressió d’1 bar i
l’aigua alliberada de la combustió en forma de vapor
Variació teórica del poder calorífic inferior segons la humitat de l'estella
6000
La humitat és el
5000
Poder calorífic inferior (kWh/t)
factor que més
4000
influeix en el PCI,
A1 com més humitat
3000 conté el
A2 biocombustible, més
2000
baixa serà la
1000
quantitat de calor
aportada
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Humitat % (base humida - contingut de aigua)
26. Estàndards de qualitat dels Biocombustibles
UNE-EN 14961 : Especificacions i classes dels biocombustibles
Contingut en cendres
• Estelles netes (només fusta): cendres < 1% del pes sec
De forma
• Presència d’acícules: cendres < 1,5%
genèrica
• Presència d’escorça: cendres > 1,5 %
Risc formació dipòsits, emissions de partícules, costos en l’eliminació de cendres,
Classes de contingut en cendres UNE-EN 14961-4:
• A1: A1.0 quantitat de cendres sobre pes sec igual o inferior a l’1%
• A2: A1.5 quantitat de cendres sobre pes sec igual o inferior a l’1.5%
• B: A3.0 quantitat de cendres sobre pes sec igual o inferior a al 3%
27. Punts crítics de control
Identificar Triar Monitorar
Mètodes i criteris per assegurar un control
adequat en els punts crítics de control
• Assignació responsabilitats
• Formació personal
• Instruccions de treball
• Mesures de control de la qualitat: assaigs
• Sistema de reclamacions
28. Certificació ENplus (Pèl·lets)
ENplus es basa en la norma europea EN 14961-2
Classifica els pèl·lets de fusta en 3 qualitats:
A1: pèl·lets de fusta verge i residus de fusta sense tractar
químicament, amb baixos continguts en cendres, N i Cl
A2: pèl·lets amb un contingut de cendres, N i Cl
lleugerament més alt que A1
B: permet utilitzar també fusta reciclada i residus industrials
(no tractats químicament)
Més informació: http://www.pelletenplus.es
29. Certificació DBOSQ
Estella Forestal d’origen forestal i/o indústria forestal no
tractada químicament
Objectius Paràmetres Modalitat
• Garantir la qualitat • Origen
i la traçabilitat • Humitat DBOSQ Básic
• Divulgació de • Granulometria DBOSQ Plus
l’estella forestal
• Impropis
• Promoció de • Cendres
l’estella de
proximitat • Poder calorífic
30. Gràcies per la seva atenció
Isart Gaspà
Àrea d’Aprofitaments Fusters i Biomassa
http://afib.ctfc.cat/
Centre Tecnològic Forestal de Catalunya
http://www.ctfc.cat/
Butlletí INFOBIOMASSA
http://infobio.ctfc.cat/
isart.gaspa@ctfc.cat